소금과 소금물의 다양한 성질

바닷물의 염분 농도가 높다는 것은 다행한 일이다. 염분 때문에 바닷물에는 부패균이 번식하지 못하기도 하지만, 모든 생명체는 소금으로 체액(體液)을 건강하게 유지한다. 세상의 화합물 중에는 나트륨과 염소를 포함하고 있는 물질의 종류와 양이 대단히 많다. 인류는 소금을 원료로 하여 삶에 필요한 온갖 화학물질을 생산한다.

페루의 마라스(maras) 지역에서는 계곡에서 짠물이 흘러내린다. 고대로부터 잉카인들은 논을 만들고 이 물을 가두어 소금을 생산했다. 염전의 오염을 방지하기 위해 관광객들의 접근을 억제하고 있다.

소금 성분의 성질

1. 바닷물의 3.5%는 염분이고, 염분 중에 가장 많은 물질이 염화나트륨(NaCl)이다. Na는 원자번호가 7번이고 상대원자질량(원자량)은 22.99이다. 또 Cl(염소)의 원자번호는 17번이고 상대원자질량은 35.45이다. 그러므로 두 원소가 결합된 염화나트륨(소금)의 상대분자질량은 58.44이다.

2. 소금은 온도가 801℃까지 올라가야 녹아 액체상태로 되고(녹는 온도), 1,465℃가 되면 끓어서 기체로 변한다(끓는 온도).

3. 소금은 물보다 2.17배 무거운(밀도 2.17g/cm3) 물질이며, 물에 녹이면 전부가 Na+와 Cl- 상태로 이온화된다. 그러나 물이 증발하면 Na와 Cl은 결합(이온결합)하여 고체의 결정(結晶)이 된다.

4. 소금은 물에 잘 녹는다. 자그마치 0℃의 물 1리터(1,000cm3)에 359g(용해도)이 녹을 수 있다. 물의 온도가 높으면 더 녹지만 염화나트륨의 용해도는 온도에 따라 큰 차이가 없다. 말하자면 찬물이든 뜨거운 물이든 소금은 많은 양이 빠른 시간에 녹는다. 소금이 물에 쉽게 녹지 않는다면 얼마나 불편할까?

소금이 너무 많이 용해되어 과포화 상태가 되면 바닥에 결정이 형성된다. 이러한 재결정 현상을 석출(析出 eduction)이라 한다.

5. 소금물은 맹물보다 잘 얼지 않는다. 포화상태의 소금물은 –21.12℃가 되어야 얼음이 되고(어는 온도 freezing point). 108.7℃에서 끓는다(끓는 온도 boiling point). 바닷물이 호수의 물과 달리 쉽게 얼지 않는 것 또한 크게 감사한 일이다.

6. 냄비에 바닷물을 담고 건조시키면 소금의 결정이 남는다. 여기에는 NaCl만 아니라 MgCl, MgSO4, KCl, NaBr(브롬화나트륨) 그리고 해수 속에 살던 식물성 플랑크톤과 기타 이물질도 포함되어 있다. 이 잔류물(殘留物)에서 비린내 같은 바다향이 나는 이유는 해생 미생물의 냄새가 브롬화나트륨과 결합하여 생겨나는 것이다.

파키스탄의 히말라야 산맥 판잡지방의 소금광에서 생산된 암염이다. 핑크색으로 보이는 것은 포함된 다른 염분 때문이다. 이런 곳에 소금광산이 있다는 것은 과거(6억-5억4,000만 년 전)에 그곳이 바다였다는 것을 증명한다.

7. 바닷물을 농축하면 소금의 결정이 생겨난다. 그 소금을 걷어내고 나면 진한 용액이 남는다. 거기에는 MgCl, MgSO4, KCl, CaSO4, MgBr(브로민화마그네슘) 등의 염분이 고농도로 남아 있다. 이 염분액은 매우 쓴맛이 나기 때문에 ‘간수’ 또는 고염(苦鹽 bittern)이라 부른다.

간수 속의 마그네슘과 칼슘 성분은 단백질을 굳어지게 하는 성질(응고제)이 있다. 콩가루가 혼합된 물에 간수를 소량 섞어 가열하면, 물을 제외한 단백질 분자들만 결합하여 고형(固形)의 두부가 된다.

소금밭(염전)에서 갓 생산한 소금을 자루에 담아두면, 소금 속의 MgCl, MgSO4, KCl, MgBr 등이 공기 중의 수분과 결합하여 액체상태로 흘러내린다. 이 역시 간수이다. 간수의 성분을 분석하면 MgCl(15-19%)과 MgSO4(6-9%)가 제일 많이 포함되어 있다. 이렇게 염분이 공기 중의 물을 흡수하여 액체가 되는 현상을 조해(潮解)라 한다.

8. 해수 1톤 속에는 금이 약 0.005mg 포함되어 있다. 지극히 적은 양이지만 해수 전체에서 금을 추출한다면 70억kg쯤 될 것이라 한다.

9. 소금의 짠맛은 주로 Na+ 에서 나온다. 물질 중에서 인간의 입에 가장 짜게 느껴지는 물질은 암모니움이고, 다음으로 칼륨, 칼슘, 나트륨, 리튬, 마그네슘염 순이다. 그런데 소금의 농도가 아주 낮으면(0.04몰 이하), 우리의 입맛은 소금물을 달콤하게 느낀다. 여름에 목마를 때, 간장을 몇 방울 넣은 냉수가 매우 감미롭게 느껴지는 것은 이 때문일 것이다. – YS

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